NKT细胞分化成熟的调控机制

Natural killer T (NKT) cells are a regulatory T cell lineage that participates in immune responses and a variety of immune diseases such as autoimmune disease, inflammation and tumor. Although much attention has been focused on the origin of NKT cells, the process of NKT cell development and function characterization, the molecular mechanism of NKT cell differentiation and the establishment of the accompanying acquisition of function is poorly understood. Our previous work revealed that the epigenetic regulator Np95 and the mediator subunit Med19 has specific roles in different stages of NKT cell development. By using the conditional knockout mice of Np95 and Med19, we plan to study the impact of Np95 and Med19 on NKT cell differentiation and function, respectively. Specially, we will try to study the epigenetic and transcriptional mechanisms by which Np95 and Med19 coordinately regulates the NKT cell differentiation and the accompanying acquisition of NKT function, and examine the impacts of Np95 and Med19 deficiencies on the immune responses and disease progression by using liver cancer and Listeria infection models. This project aims to uncover the regulation on the NKT development and function specification, and eventually lay theoretical basis for clinical trials in the future.

NKT细胞在胸腺中分化成熟，在外周组织系统中参与免疫应答和免疫相关疾病的调控。目前对于NKT细胞的来源、分化过程和免疫功能已经比较清楚，但是对于NKT细胞的免疫功能和作用特性如何在不同的分化阶段建立，分化与功能成熟的协同调控机制以及在生理和病理情况下NKT细胞功能作用的异同等前沿问题还有待于深入探索。申请人前期的研究工作筛选鉴定到阶段特异性调控NKT细胞分化成熟的表观遗传调控因子Np95和转录中介体Med19。本项目拟运用已经构建好的Np95和Med19条件敲除小鼠分析它们的缺失对于NKT细胞分化与功能的影响；结合DNA甲基化和RNA高通量测序结果阐明基因表达和表观遗传修饰调控NKT细胞分化过程中建立免疫功能和作用特性的分子机制；利用疾病模型研究NKT细胞分化异常对免疫应答及免疫相关疾病的调控与作用机制。力图揭示NKT细胞的分化成熟与功能特化的分子机制，为NKT细胞的临床应用提供理论基础。

NKT细胞在胸腺中分化成熟，在外周组织系统中参与免疫应答和免疫相关疾病的调控。目前对于NKT细胞的来源、分化过程和免疫功能已经比较清楚，但是对于NKT细胞的免疫功能和作用特性如何在不同的分化阶段建立，分化与功能成熟的协同调控机制以及在生理和病理情况下NKT细胞功能作用的异同等前沿问题还有待于深入探索。我们筛选鉴定到阶段特异性调控NKT细胞分化成熟的表观遗传调控因子Uhrf1(Np95)和转录中介体亚基Med23。我们的工作首先揭示了Uhrf1缺失导致NKT细胞分化阻滞在阶段1，分子机制研究表明Uhrf1通过调控Akt-mTOR信号通路来影响细胞合成代谢，进而影响NKT细胞的分化成熟。其次，鉴定出非I型NKT细胞在调控肝脏免疫耐受中发挥重要作用。Uhrf1缺失会导致非I型NKT细胞的过度活化以及细胞因子TNF-α和IL-17的分泌增加，这些很可能是导致Uhrf1-KO小鼠产生自身免疫肝炎的主要原因。另一方面，我们的工作还揭示Med23缺失导致NKT细胞分化阻滞在阶段2。Med23缺失的NKT细胞功能受损，表现出抗原应答不敏感和抗肿瘤功能减弱。机制研究表明在Med23缺失的NKT细胞中过表达AP-1家族转录因子c-Jun能够部分拯救NKT细胞的分化缺陷。此外，我们还基于单细胞测序技术建立NKT细胞亚群的新划分体系，鉴定出了两个细胞表面标记分子Sca-1和CD62L能够在蛋白质水平识别不同的NKT细胞类群。肿瘤模型研究表明CD1d非限制性Sca-1-CD62L+NKT细胞可能在早期肿瘤免疫中发挥着重要作用。我们的研究揭示NKT细胞的分化成熟与功能特化的分子机制，为NKT细胞的临床应用提供理论基础。